大学无机化学课件03

解离平衡
弱电解质在水中部分解离, 存在解离平衡
一元弱酸 HA(aq) H+(aq) + A-(aq) Ki3(H-2A-1)=解[离c(H平+[衡)c/(cH和]A解[c)(/离cA-常])/c数]
简化为
Ki (HA)=
c(H+)·c(A-) c(HA)
Ki —— 标准解离常数 Ka 、Kb——分别表示弱酸、弱碱标准解离常数
解离常数
Ki 表示弱电解质解离限度大小的特性常数
Ki 越小, 弱电解质解离越困难, 电解质越弱 弱电解质：一般Ki ≤10-4 中强电解质：Ki =10-2~10-3
Ki 与浓度无关，与温度有关 由于温度对Ki 影响不大, 室温下一般可不考虑 其影响
例 试计算298.15K、标准态下Ka(HOAc)值
酸碱指示剂
能在一定pH范围内保持一定颜色的某些 有机弱酸或弱碱
3.1 ~ 4.4 甲基橙 红← 橙 → 黄
石蕊
红←5.0 紫~ 8.0→蓝
酚酞
无色←8.0粉~红10.→0 红
pH试纸在不同的pH溶液中显不同的颜色
3第-二2 节弱弱电电解解质质的的解解离离反反应应
3-2-1 解离平衡和解离常数
α≈
Ka(1) c/c
=
1.1×10-7 0.10
= 0.11%
二元弱酸溶液中: c(A2-)≈Ka(2)·c
c(H+)与c(S2-)的关系
H2S
H+ + HS-
Ka(1)=
[c(H+)/c ][c(HS-)/c [c(H2S)/c ]
]
HS- H+ + S2-
[c(H+)/c ][c(S2-)/c ]
平衡浓度/(mol·L-1) 0.10-x x x
Ka(1)=
[c(H+)/c ][c(HS-)/c [c(H2S)/c ]
]= 0.x1·0x-x=1.1×10-7
(c/c )/Ka(1)=0.10/(1.110-7)>500, 0.10-x≈0.1 x= 1.1×10-4
c(H+)= 1.1×10-4 mol·L-1
cα
cα
[c(H+)/c ][c(A-)/c Ka (HA)= [c(HA)/c ]
]
=(
α2 1-α
)cc
若c/Ki ≥500, 1-α≈1
Ki ≈( cc)α2
α≈
KiBiblioteka c/cα与 c 有关，Ki 与 c 无关
3-2-3 弱酸或弱碱溶液中离子浓度计算
1、一元弱电解质溶液中离子浓度的计算
若Ki >>Kw 且浓度不很小, 可忽略水的解离
调节H2S溶液的酸度，可控制c(S2-)
3-2-5 解离平衡的移动——同离子效应
HOAc溶液加入 NaOAc
3-2-5 解离平平衡衡向的左移移动动 同离子效 HOAc 应H+ + OAc-
3-2-2 解离度和稀释定律 解离度
解离度(α3)-＝2-2解未解离解离离部前分度弱弱和电电稀解解质质释浓浓定度度×律100%
解离度可表示弱电解质解离程度的大小 在温度、浓度相同条件下, α越小, 电解质越弱
稀释定律
一元弱酸
起始浓度 平衡浓度
HA(aq)
c c-cα
H+(aq) + A-(aq)
一元弱碱
BOH B+ + OH-
同理
c(OH-)≈ (c·c )Kb
pOH= -lg
c(OH-) c
pH=14 +lgc(cOH-)
例 计算0.100mol·L-1氨水溶液中的c(OH-)、pH和
氨水的解离度
解：
NH3·H2O NH4+ + OH-
平衡浓度/(mol·L-1) 0.100-x
x
x
Kb=
[c(H+)/c ][c(S2-)/c ]
Ka(2)=
[c(HS-)/c ]
=1.3×10-13
分级解离常数逐级减小
多元弱酸的强弱主要取决于Ka(1)
例 已知常温、常压下H2S的溶解度为0.10mol·L-1，
计算H2S饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和H2S的解离度
解：
H2S H+ + HS-
[c(NH4+)/c ][c(OH-)/c [c(NH3·H2O)/c ]
=]
0.1x0·0x-x=1.8×10-5
(c/c )/Kb(NH3·H2O)=0.100/(1.8×10-5)>500
0.100-x≈x
则 x=1.34×10-3
c(OH-)=1.34×10-3 mol·L-1 pH=-lg(7.5×10-12)=11.12
（31-）2-一3元弱弱酸酸溶或液弱中c碱(H+溶)的液计算中离子浓度
一元弱酸
HA 计H算+ + A-
若(c/c )/Ka ≥500, c(H+) << c, c-c(H+)≈c [c(H+)/c ]2 [c(H+)]2
Ka = [c- c(H+)]/c ≈ c·c
c(H+)≈ (c·c )Ka
（2）一元弱碱溶液中c(H+)的计算
例 已知常温、常压下H2S的溶解度为 0.10mol·L-1，
计算H2S饱和溶液中c(H+)、c(S2-)和H2S的解离度
解：
HS- H+ + S2-
[c(H+)/c ][c(S2-)/c ]
Ka(2)=
[c(HS-)/c ]
=1.3×10-13
因为 Ka(2)<<Ka(1) 所以 c(HS-)≈c(H+) c(S2-)≈ Ka(2)c ≈1.3×10-13 mol·L-1
Ka(2)=
[c(HS-)/c ]
两式相加 H2S 2H+ + S2- Ka= Ka(1)·Ka(2)
[c(H+)]2[c(S2-)] c(H2S)(c )2
=Ka(1)·Ka(2)=1.4×10-20
常温下, H2S饱和溶液中, c(H2S)=0.10mol·L-1
[c(H+)]2c(S2-) = 1.4×10-21(mol·L-1)3
解：
HOAc
∆fGm/(kJ·mol-1) -396.46
H+ + OAc0 -369.31
∆rGm=[(-369.31)-(-396.46)]kJ·mol-1 =27.15 kJ·mol-1
ln K
=
-∆RrTGm=
-27.15×1000 8.314×298.15
=
-10.95
Ka (HOAc)=1.8×10-5
α= c(Oc H-×) 100%= 1.304.1×0010×-3 100%=1.34%
3-2-4 多元弱酸的分步解离
多元弱酸在水溶液中分步解离
如
H2S H+ + HS-
HS- H+ + S2-
Ka(1)= [3c(-H2+[-)c/4(cH多]2[Sc)(元/Hc S]弱-)/c酸] =的1.1分×1步0-7解